FR3002783A1

FR3002783A1 - Procede et dispositif de surveillance d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote

Info

Publication number: FR3002783A1
Application number: FR1451591A
Authority: FR
Inventors: Stefan Scherer; Tobias Pfister; Herbert Schoemig; Holger Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-09-05
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: CN104018925B; CN104018925A; DE102013203495A1; US9051868B2; FR3002783B1; US20140245822A1

Abstract

Procédé de surveillance d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) dans le canal des gaz d'échappement (30) d'un moteur thermique (1) qui, au moins de temps en temps fonctionne en mode maigre. Pendant une phase de génération du catalyseur (60) on fait fonctionner le moteur thermique (1) en mode riche pour éliminer les oxydes d'azote accumulés dans le catalyseur. A l'aide de la variation de la courbe du coefficient lambda, en amont du catalyseur dans la plage lambda inférieure à 1, on exploite les variations du gradient lambda en aval du catalyseur (60) et on diagnostique la capacité d'accumulation d'oxydes d'azote du catalyseur (60).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de sur- veillance d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique qui au moins de temps en temps fonctionne en mode maigre selon lequel pendant le mode maigre du moteur thermique, les oxydes d'azote des gaz d'échappement sont accumulés dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote, et pendant la phase de génération du catalyseur on fait fonctionner le moteur thermique en mode riche pour éliminer ainsi les oxydes d'azote ac- cumulés dans le catalyseur et on saisit un composant ou une grandeur des gaz d'échappement, caractéristique de l'évolution de la régénération pendant la phase de régénération à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement. L'invention concerne également un dispositif notamment une unité de diagnostic pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Etat de la technique Pour réduire la consommation de carburant, dans le do- maine des moteurs à essence on a développé des moteurs fonctionnant en mode maigre et en mode de charge partielle avec un mélange maigre air/carburant. Comme ce mélange a une concentration d'oxygène rela- tivement plus élevée que celle nécessaire à la combustion complète du carburant, les gaz d'échappement contiennent des composants oxydants tels que de l'oxygène 02 et/ou des oxydes d'azote NON, en excédant par rapport aux composants réducteurs des gaz d'échappement tels que le monoxyde de carbone, l'hydrogène H2 et/ou des hydrocar- bures HC. En revanche, les moteurs Diesel fonctionnent en général avec des mélanges air/carburant supérieurs à la valeur stoechiométrique. Pour réduire les émissions d'oxydes d'azote de moteurs thermiques fonctionnant en mode maigre, il est connu d'équiper les ca- naux de gaz d'échappement de catalyseurs accumulateurs d'oxydes d'azote NON (encore appelé « catalyseur NSC c'est-à-dire catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote). Un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NON accumule les oxydes d'azote des gaz d'échappement pendant que le moteur thermique fonctionne avec un excédant d'air, c'est- à-dire avec un rapport air/carburant supérieur au niveau stoechiométrique, avec un coefficient lambda supérieur à 1. Pour disposer de la capacité du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azotes NON, il faut de temps en temps éliminer les oxydes d'azote accumulés. Pour cette régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NON il est connu de régler une atmosphère réductrice des gaz d'échappement pour transformer en azote, les oxydes d'azote accumulés. Pour cela on fait fonctionner le moteur thermique en mode riche, c'est-à-dire avec un rapport air/carburant inférieur à la valeur stoechiométrique, c'est-à-dire avec un coefficient lambda inférieur à 1. Après cette régénération, le catalyseur peut de nouveau accumuler des oxydes d'azote. Dans la réglementation actuellement en vigueur pour le diagnostic embarqué (diagnostic OBD) en Europe et aux Etats-Unis, il faut surveiller l'effet réducteur d'émission d'oxydes d'azote NON des ca- talyseurs accumulateurs d'oxydes d'azote. Selon le document EP 1 831 509 B1 on connait un pro- cédé de surveillance de la capacité d'accumulation d'oxydes d'azote d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote utilisé comme catalyseur de démarrage dans une installation de nettoyage des gaz d'échappement d'un véhicule automobile équipé d'un moteur fonctionnement en mode maigre ; celui-ci comporte un système de catalyseur formé d'un catalyseur de démarrage et d'un catalyseur principal réalisé, le cas échéant comme catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote. En mode normal de fonctionnement du système de catalyseur, si l'exploitation du glisse- ment d'oxydes d'azote en aval du système de catalyseur principal dépasse un critère de régénération, on effectue une régénération totale du système de catalyseur en commutant brièvement le moteur pour le faire passer du mode maigre au mode riche. Pour surveiller la capacité dis- ponible du catalyseur de démarrage pour recevoir les oxydes d'azote on charge l'ensemble du système de catalyseur jusqu'à atteindre le critère de régénération pour les oxydes d'azote et ensuite on effectue une régénération partielle du système de catalyseur consistant à régénérer seulement le catalyseur de démarrage. Le mode riche se termine alors et on revient en mode maigre si entre le catalyseur de démarrage et le cataly- seur principal on a enregistré un passage de gaz d'échappement riche ; pour cela on mesure le temps compris entre le retour au mode maigre jusqu'au nouveau de dépassement du critère de régénération derrière le système de catalyseur, comme mesure de la capacité d'accumuler les oxydes d'azote dans le catalyseur de démarrage. Un diagnostic OBD robuste signifie notamment que l'on a une fonction de surveillance qui permet de distinguer un catalyseur SCR, intact dans le sens de la règlementation, et un modèle WP (c'est-à-dire le modèle le plus mauvais acceptable) par rapport à un catalyseur SCR défectueux dans le sens de la règlementation BPU (c'est-à-dire le meilleur non-acceptable). Un catalyseur SCR endommagé réduit par exemple la consommation d'agents réducteurs pendant une régénération totale. Cette grandeur se détecte à l'aide de deux sondes lambda en amont et en aval du catalyseur SCR supplémentaire en utilisant le diagnostic du catalyseur SCR comme caractéristique de surveillance. La robustesse et la sensibilité du procédé sont des éléments importants pour surveiller la réduction de la consommation et en particulier pour déterminer de manière exacte les valeurs de coefficient lambda à l'aide des deux sondes de gaz d'échappement. Pour mieux séparer entre le cas BPU (c'est-à-dire l'état le meilleur non-acceptable) et l'état WPA (c'est-à-dire l'état le plus mauvais acceptable) on applique notamment des fonctions de plausibilité seulement dans certaines conditions de surveillance.

Dans le domaine du post-traitement des gaz d'échappement on modélise, mesure et limite souvent certaines plages de valeurs pour une ou plusieurs grandeurs suivantes, on les modélise, on les mesure et on les limite. Ces grandeurs peuvent par exemple être les suivantes : débit massique des gaz d'échappement, volume de gaz d'échappement, température des gaz d'échappement à un endroit quel- conque, point de fonctionnement (vitesse de rotation, quantité injectée) vitesse de circulation du véhicule, pression ambiante, température ambiante, valeurs de signaux par exemple pour la teneur en oxygène, en azote, en hydrocarbures et en monoxyde de carbone, taux de recyclage des gaz d'échappement (système AGR), mode de fonctionnement du mo- teur, son état, son temps de fonctionnement et/ou le temps d'arrêt du moteur. En outre, on applique souvent dans des conditions quasi- stationnaires, les surveillances pour la même raisons, et qui ont été dé- terminées à l'aide d'une ou plusieurs des grandeurs citées ci-dessus. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé de surveillance robuste des catalyseurs accumulateurs d'oxydes d'azote. lo L'invention a également pour but de développer un dispo- sitif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention a pour objet un procédé du type dé- fini ci-dessus caractérisé en ce qu'à l'aide de la variation de la courbe 15 du coefficient lambda variable en fonction du temps, en amont du cata- lyseur, dans la plage lambda inférieure à 1, on exploite les variations de la courbe de gradient lambda en aval du catalyseur ou des grandeurs qui en sont déduites comme caractéristiques de surveillance du catalyseur et à l'aide de ces valeurs on diagnostique la capacité 20 d'accumulation d'oxydes d'azote du catalyseur. On évalue ainsi la pos- sibilité du catalyseur d'éliminer par filtrage, les variations (gradient) du coefficient lambda en amont du catalyseur dans le mode riche (lambda inférieur à 1) pour que le signal lambda après le catalyseur n'indique que de faibles variations (gradient). Dans le cas d'un catalyseur en- 25 dommagé, la capacité d'amortissement du gradient est réduite de sorte qu'en aval du catalyseur on aura des gradients lambda élevés. Le procédé permet un découplage poussé de la caractéristique surveillée par rapport aux valeurs lambda absolues. Les tolérances de la valeur absolue des sondes de gaz d'échappement en forme de sonde lambda n'ont 30 pas d'influence ou seulement une faible influence sur la caractéristique de surveillance. On a ainsi un procédé de surveillance robuste du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote. L'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur peut servir de base à une nouvelle caractéristique de surveillance. 35 Comme en principe des gradients positifs et négatifs conviennent dans les mêmes conditions pour une évaluation, on peut, comme le prévoit la variante préférentielle du procédé, utiliser l'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote ou une évolution du gradient du coefficient lambda, élevé au carré pour le diagnostic éliminant ainsi la variation du signe algébrique, ce qui simplifie les étapes d'exploitation en aval. Pour éliminer les fluctuations à haute fréquence, pertur- batrices du signal lambda, il est en général avantageux d'utiliser des filtres tels que par exemple un filtre PP-1 à la fois pour le signal lambda brut et pour le gradient lambda déterminé. Selon une autre variante du procédé, on lisse l'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote par un lissage en fonction du temps, à l'aide d'une fonction de filtre. On réalise un diagnostic fiable d'un catalyseur accumula- teur d'oxydes d'azote défectueux ou intact si par intégration de l'évolution du gradient lambda élevé au carré, on calcule une valeur caractéristique du gradient lambda et on compare la valeur finale de la caractéristique du gradient à la fin de la période de surveillance à un seuil de défauts et avec le résultat, on détecte si le catalyseur accumu- lateur d'oxydes d'azote est défectueux ou intact. Pour cela, on peut pré- voir une durée d'intégration correspondant à la durée de surveillance. En particulier, cela permet de réaliser un diagnostic embarqué, robuste OBD et ainsi d'avoir une fonction de surveillance qui permet de distinguer un catalyseur intact au sens de la réglementation selon le modèle WPA (le cas le plus mauvais acceptable) d'un catalyseur défectueux tou- jours dans le sens de la réglementation par rapport à un modèle BPU (c'est-à-dire le meilleur non acceptable). Selon une variante préférentielle du procédé, on applique le seuil de défauts en fonction des conditions de l'environnement du ca- talyseur accumulateur d'oxydes d'azote (par exemple la température du catalyseur, le débit massique de gaz d'échappement) et/ou les états de fonctionnement du moteur thermique. Ce seuil de défauts, adaptatif permet une détection plus précise d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote qui doit être rejeté.

La surveillance du gradient commence par l'excitation de la dynamique lambda en amont du catalyseur. Cela signifie qu'il faut générer une évolution du coefficient lambda variable dans le temps dans le mode riche, c'est-à-dire lambda inférieur à 1. Pour cela on peut utiliser un simple passage du mode maigre au mode riche. Cela se fait par une commutation correspondante du moteur. Une telle commutation vers le mode riche se fait par exemple au démarrage du mode de régénération du catalyseur. Il en résulte, côté entrée, du catalyseur, un gradient lambda négatif, élevé que l'on peut utiliser comme excitation de la dynamique lambda pour la surveillance du gradient. En variante pour l'évaluation du passage brusque du mode maigre au mode riche, au début d'une régénération du catalyseur, on peut utiliser la variation brusque mode riche/mode maigre à la fin d'une régénération du catalyseur. Indépendamment de telles proposi- tions passives pour utiliser des gradients lambda riches, déjà prédéfinis il est également possible de générer de tels gradients lambda par des moyens actifs, pour des fins de surveillance. Dans le procédé de surveillance selon l'invention, il est à cet effet prévu de démarrer le diagnostic à la détection d'une dynamique lambda en mode riche ou en activant un mode moteur approprié pour fournir une dynamique lambda excitée en mode riche. En variante, on peut calculer la valeur de l'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur en formant le rapport avec une valeur correspondante de l'évolution du gradient lambda en amont du catalyseur pour un nombre de rapports de gradient. Il est ainsi prévu qu'à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement en forme de sonde lambda installée en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote selon le sens d'écoulement de gaz d'échappement, on pourra déterminer un coefficient lambda côté excitation ou un gradient lambda et normer l'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote. Cela permet de mieux tenir compte de variations ou de perturbations des gradients lambda, côté excitation, et les compenser pour le diagnostic. Selon une autre variante alternative du procédé, on dé- termine par un modèle la valeur lambda, côté excitation, ou la valeur du gradient lambda. Cela permet de réduire les moyens d'application de circuits mis en oeuvre. De telles valeurs modélisées sont enregistrées dans une mémoire de champs caractéristiques selon les phases de fonctionnement ou à partir de paramètres du moteur qui ont été détermi- nées ou enregistrées dans une commande principale du moteur et qui seront calculées. Une fonction de surveillance préférentielle prévoit d'exécuter la surveillance ou les diagnostics du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote en plusieurs étapes caractérisé en ce qu'on effec- tue la surveillance ou le diagnostic du catalyseur accumulateur d'oxydes en plusieurs étapes. Dans une première étape, on démarre le diagnostic après avoir détecté une excitation lambda dynamique. Dans une seconde étape on calcule la valeur caractéristique du gradient. Dans une troisième étape on vérifie si des conditions de robustesse, dé- terminées sont remplies. Dans une quatrième étape, on vérifie si la va- leur caractéristique du gradient est inférieure au seuil de défauts et si ces conditions sont remplies on constate que le catalyseur est intact et si le seuil de défauts est dépassé, on constate que le catalyseur est défectueux et on termine la phase de diagnostic, en cas de non-respect des conditions de robustesse. On arrête le diagnostic et on le recom- mence à un instant ultérieur. Le contrôle de la condition de robustesse a l'avantage de pouvoir évaluer avec le résultat, si la qualité du résultat du diagnostic est suffisamment élevée ou s'il faut arrêter prématurément le diagnostic et éviter des mauvais diagnostics. Comme conditions de robustesse on peut par exemple utiliser l'état thermique du cataly- seur ou la qualité de la dynamique en mode riche du coefficient lambda. L'invention a également pour objet un dispositif dont l'unité de diagnostic comporte des installations pour la mise en oeuvre du procédé de surveillance, telles que décrites ci-dessus, des compara- teurs, des mémoires de champ de caractéristiques et des unités de cal- cul pour calculer une valeur caractéristiques de gradient à partir de l'évolution du gradient lambda en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote. La fonction du procédé de surveillance peut être implémentée sous forme de programme dans l'unité de diagnostic qui peut être une unité indépendante ou faire partie intégrante de la commande principale du moteur ; le résultat du diagnostic peut alors être enregistré dans une mémoire de défauts de la commande de moteur et/ou activer un voyant de commande du moteur lors de la détection d'un catalyseur défectueux.

Selon une variante préférentielle du dispositif, la sonde des gaz d'échappement installée en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote dans le canal des gaz d'échappement est sous la forme d'une sonde lambda et en option une autre sonde de gaz d'échappement en forme de sonde lambda est prévue en amont du catalyseur accumu- lateur d'oxydes d'azote et dont les signaux sont exploités par l'unité de diagnostic. En principe on peut également utiliser d'autres capteurs pour déterminer la teneur en oxygène des gaz d'échappement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé et d'un dispositif de surveillance d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un exemple de l'environnement technique du procédé de l'invention, - la figure 2 montre un chronogramme d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote intact, - la figure 3 montre un chronogramme d'un catalyseur accumulateur d'azote, défectueux, et - la figure 4 montre un ordinogramme d'une variante du procédé de surveillance. Description de modes de réalisation La figure 1 montre comme exemple, l'environnement technique dans lequel s'applique le procédé de l'invention. La figure montre schématiquement un moteur thermique 1 sous la forme d'un moteur diesel dont la veine des gaz d'échappement 20 passe du bloc moteur 10 dans un canal de gaz d'échappement 30 pour arriver dans une installation de nettoyage des gaz d'échappement. L'installation de nettoyage des gaz d'échappement de cet exemple se compose d'un filtre à particules diesel (encore appelé « filtre DPF ») 40 et d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 en aval de celui-ci selon le sens de passage des gaz d'échappement. Ce catalyseur est également désigné en abrégé par "catalyseur NSC. Une sonde de gaz d'échappement 50 réalisée comme sonde lambda installée en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 et d'une sonde de gaz d'échappement 70 également réalisée comme sonde du coefficient lambda installée en aval du catalyseur permet dans l'exemple présenté, de déterminer le coefficient lambda en amont et en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60. Cette valeur est transmise comme signal à une unité de diagnostic 81 faisant partie intégrante d'une commande principale de moteur 80. L'unité de diagnostic 81 exploite les signaux des sondes de gaz d'échappement 50, 70. En cas de défauts de fonctionnement ou de diagnostic d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 qui serait défectueux, des enregistrements appropriés sont faits dans la mémoire de défauts 82 de la commande de moteur 80. D'autres composants tels que par exemple d'autres sondes de gaz d'échappement pour déterminer les oxydes d'azote NO,, et/ou les capteurs de particules ne sont pas représentés à la figure 1. On a une structure analogue par exemple dans le cas d'un moteur fonctionnant en mode maigre tel qu'un moteur à essence et qui pour réduire la teneur en oxydes d'azote, comporte un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 (catalyseur NSC). A la place du filtre à particules DPF 40 on peut également utiliser d'autres composants pour nettoyer les gaz d'échappement.

Le procédé de diagnostic selon l'invention pour détecter un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 défectueux se décrit à l'aide des chronogrammes 100 présentés aux figures 2 et 3 ; la figure 2 montre l'évolution du signal d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60 intact et la figure 3 montre l'évolution du signal d'un cataly- seur accumulateur d'oxydes d'azote 60 défectueux. Cette évaluation repose sur l'exploitation des gradients du coefficient lambda ; une réalisation minimum prévoit une sonde lambda en aval du catalyseur (sonde de gaz d'échappement 70 à la figure 1). Cette sonde fournit avec les dérivées en fonction du temps, les gradients lambda en aval du catalyseur comme grandeurs d'entrée définitives pour déterminer la caractéristique de surveillance. En option, on a une autre sonde lambda en amont du ca- talyseur (sonde de gaz d'échappement 50 à la figure 1) et qui est avan- t tageuse pour déterminer les valeurs du coefficient lambda et du gradient du coefficient lambda côté excitation. Ces valeurs peuvent servir pour normer le gradient lambda en aval du catalyseur ou encore pour évaluer (critères de robustesse) si les gradients lambda côté excitation conviennent. La normalisation peut ainsi se faire en utilisant un 10 rapport du gradient lambda en amont du catalyseur. En variante, on peut remplacer le signal de la sonde lambda en amont du catalyseur par une valeur modélisée à partir des paramètres du moteur pour différentes phases de fonctionnement du moteur thermique 1 dans l'unité de diagnostic 81 ou la commande de moteur 80 sous la forme de 15 champs de caractéristiques. Dans les deux figures, dans la partie supérieure on a représenté le chronogramme 100 pour une valeur lambda 101 en fonction du temps 105. Une courbe lambda en amont du catalyseur 106 (traits interrompus) décrit l'évolution en fonction du temps, du signal de sortie 20 de la sonde de gaz d'échappement 50 en amont du catalyseur accumu- lateur d'oxydes d'azote 60. La courbe du coefficient lambda après le catalyseur 107 (traits pleins) décrit l'évolution chronologique du signal de sortie de la sonde de gaz d'échappement 70 en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 60. 25 Selon le procédé du gradient lambda de l'invention, on utilise la phase dynamique riche au démarrage de la phase de régénération du catalyseur. La période de surveillance 112 est représentée toujours hachurée dans les deux chronogrammes 100 des figures 2 et 3. La surveillance par le gradient commence par une excita- 30 tion de la dynamique lambda en amont du catalyseur. Cela signifie qu'il faut générer une évolution du coefficient lambda, variable dans le temps, dans le domaine riche (c'est-à-dire lambda inférieur à 1). Pour cela, on peut utiliser un simple passage du mode maigre au mode riche et commuter une application du moteur. Cette commutation en mode 35 riche se fait par exemple au démarrage du mode de régénération du ca- talyseur. Côté entrée du catalyseur, on aura ainsi un gradient lambda négatif élevé, utilisable pour l'excitation de la dynamique lambda pour la surveillance du gradient. En variante, pour l'évaluation de la variation brusque du mode maigre au mode riche, au début d'une régénération du catalyseur, on peut également utiliser la variation brusque mode riche-mode maigre à la fin d'une régénération du catalyseur. Indépendamment de propositions passives pour utiliser les gradients lambda, riches déjà fournis, on peut générer de tels gradients lambda par des moyens actifs, de façon explicite à des fins de surveillance. Les figures 2 et 3 montrent à titre d'exemple dans la partie supérieure, les diagrammes d'évolution des signaux 100 avec une excitation de la dynamique lambda passive au démarrage du mode de régénération du catalyseur.

Dans le segment intermédiaire du diagramme de signal 100 des figures 2 et 3, les ordonnées à gauche du diagramme représentent la valeur de gradient lambda 102 en unité (1/s) et sur l'axe des ordonnées, à droite du diagramme, on représente la valeur du gradient lambda élevé au carré 104 en unité (1/s 2). L'évolution du gradient du coefficient lambda 108 décrit la dérivée en fonction du temps de la courbe de la valeur lambda selon la norme NSC 107 dans la plage riche pour À<1 pour le signal brut (traits mixtes). La courbe filtrée 109 du gradient du coefficient lambda montre l'évolution en fonction du temps d'un signal filtré avec un filtre PT-1 du gradient de l'évolution du coeffi- cient lambda après le catalyseur 107 (traits pleins). En outre, la partie inférieure du segment intermédiaire du diagramme représente l'évolution du carré du gradient 110. La fonction proposée utilise le fait que le catalyseur dimi- nue le gradient en mode lambda riche, côté entrée en fonction de son degré de dommage. Un catalyseur intact a une certaine capacité d'accumulation de composants oxydants tels que de l'oxygène et/ou de l'azote, par une transformation chimique pratiquement complète des composants réducteurs des gaz d'échappement, côté sortie, pour une valeur lambda proche de À=1 c'est-à-dire que le gradient lambda sera fortement modifié par rapport aux valeurs d'entrée du catalyseur. Un catalyseur endommagé présente en revanche un passage de gaz riches, rapides c'est-à-dire que le coefficient lambda 101, selon la norme NSC peut se situer de manière significative sous À=1 de sorte que la valeur lambda 102 peut prendre des valeurs plus grandes.

La partie inférieure du diagramme du signal 100 aux fi- gures 2 et 3 représenté la caractéristique de gradient 103 en fonction du temps 105 avec une courbe 111 (traits pleins). Cette valeur est formée à partir de l'intégrale de l'évolution du gradient lambda 108 mis au carré et filtré. L'intégration se fait pendant la période de surveillance 112 de sorte qu'à la fin de cette période 112 on dispose d'une valeur fi- nale 113 du gradient de la valeur caractéristique 103. Un point noir correspond chaque fois à cette valeur finale 113 de la caractéristique de gradient 103 à la fin de la période de surveillance 112. Cette valeur finale est exclusivement comparée à l'un des trois seuils de défauts 114.

Celui-ci est représenté par un trait interrompu dans la partie inférieure du diagramme 100 de l'évolution du signal respectif. Si la valeur est inférieure au seuil de défauts 114, le catalyseur sera considéré comme bon et dans le cas contraire, il sera considéré comme défectueux. Comme l'activité du catalyseur dépend des conditions de l'environnement, de la température du catalyseur ou du débit massique de gaz d'échappement, il est en outre important de définir le seuil de défauts 114 pour reconnaître un catalyseur défectueux en appliquant de telles conditions. La figure 4 montre un ordinogramme 200 de la surveil- lance possible du catalyseur en fonction du procédé du gradient. La fonction commence (départ 201) dans une première unité fonctionnelle 202 avec détection d'une dynamique lambda riche par exemple le démarrage du mode de régénération du catalyseur ou en activant un mode moteur approprié pour réaliser un mode dynamique du coefficient lambda, évolué. L'étape suivante se fait dans une seconde unité fonctionnelle 203 pour calculer la valeur caractéristique de gradient 103 (figures 2 et 3). S'il y a un résultat, on vérifie par une première intégration 204 si les conditions pendant la surveillance, par exemple l'état thermique du catalyseur, la qualité de la dynamique riche du coefficient lambda serait avantageuse et permettrait de s'attendre à un résultat robuste de la surveillance. Si cela n'est pas le cas, on arrête (fin 208). Dans le cas contraire on effectue un contrôle de défauts. Pour cela, à l'aide d'une seconde interrogation 205 on compare la valeur caractéristique du gra- dient 103 au seuil de défauts 114 (voir figures 2 et 3). Si la valeur ca- ractéristique 113 du gradient est inférieure au seuil de défauts 114, on considère que la troisième unité fonctionnelle 206 est un catalyseur intact et on termine le procédé (fin 208). Dans la négative, une quatrième unité fonctionnelle 207 identifie un catalyseur défectueux et ensuite termine le procédé (fin 208). La phase de surveillance commence par le démarrage de la dynamique de coefficient lambda riche, c'est-à-dire dans la plage À1. Dans le présent exemple de réalisation, on a vérifié le signal lambda en aval du catalyseur avec ce critère. La fin de la surveillance peut corres- pondre par exemple à la fin de la dynamique de mode lambda riche. Pour un tel critère, pour la fin, on peut utiliser le gradient lambda 102 en amont du catalyseur. On peut par exemple déterminer une offre de réduction minimale du signal lambda en amont du catalyseur et ne plus s'attendre à une dynamique lambda une fois cela atteint.20 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Moteur thermique 10 Bloc moteur 20 Veine de gaz d'échappement 30 Canal de gaz d'échappement 40 Filtre à particules diesel 50 Sonde de gaz d'échappement 60 Catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 64 Catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 70 Sonde de gaz d'échappement 80 Commande de moteur 81 Unité de diagnostic 82 Mémoire de défauts 100 Chronogramme 101 Valeur lambda en aval du catalyseur 103 Valeur caractéristique du gradient 104 Gradient lambda 105 Durée 108 Courbe de gradient lambda 110 Carré du gradient 111 Valeur caractéristique 112 Durée de surveillance 113 Valeur finale 114 Seuil de défauts 200 Ordinogramme 201-208 Etapes de l'ordinogramme30

Claims

REVENDICATIONS1°) Procédé de surveillance d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) dans le canal des gaz d'échappement (30) d'un moteur thermique (1) qui au moins de temps en temps fonctionne en mode maigre, selon lequel : - pendant le mode maigre du moteur thermique (1), les oxydes d'azote des gaz d'échappement sont accumulés dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60), - pendant la phase de génération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) on fait fonctionner le moteur thermique (1) en mode riche pour éliminer ainsi les oxydes d'azote accumulés dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) et - on saisit un composant ou une grandeur des gaz d'échappement, caractéristique de l'évolution de la régénération pendant la phase de régénération à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement (70), procédé caractérisé en ce que à l'aide de la variation de la courbe du coefficient lambda (106), variable en fonction du temps, en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) dans la plage lambda inférieure à 1, on exploite les varia- tions de la courbe de gradient lambda (108) en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) ou des grandeurs qui en sont déduites comme caractéristiques de surveillance du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60), et à l'aide de ces valeurs on diagnostique la capacité d'accumulation d'oxydes d'azote du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60).
2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise l'amplitude de l'évolution du gradient lambda (108) en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) ou une courbe du gradient lambda, élevé au carré pour le diagnostic.
3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on effectue le lissage en fonction du temps de la courbe du gradient lambda (108) en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) à l'aide d'une fonction de filtre.
4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que par intégration de la courbe du gradient lambda élevée au carré, on calcule une valeur caractéristique de gradient (103) et on compare la valeur finale (113) de la valeur caractéristique du gradient (103) à la fin de la période de surveillance (112) à un seuil d'erreur (114) et à partir du résultat on constate que le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) est défectueux ou est intact.
5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on applique le seuil d'erreur (114) en fonction des conditions de l'environnement du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) et/ou des états de fonctionnement du moteur thermique (1).
6°) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce qu' on démarre le diagnostic à la détection d'une dynamique en mode lambda riche ou en activant un mode moteur approprié pour assurer la dynamique lambda en mode riche d'excitation.
7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement (50) conçue comme sonde lambda, en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) selon le sens de l'écoulement des gaz d'échappement, on détermine une valeur lambda côté excitation (101) ou une valeur de gradient lambda (102) et on norme la courbe de gradient lambda (108) en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60).358°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que par un modèle on détermine la valeur lambda côté excitation (101) ou la valeur du gradient lambda (102). 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue la surveillance ou le diagnostic du catalyseur accumulateur d'oxydes (60) en plusieurs étapes, - dans une première étape, on démarre le diagnostic après avoir détec- té une excitation lambda dynamique, - dans une seconde étape on calcule la valeur caractéristique du gradient (103), - dans une troisième étape on vérifie si des conditions de robustesse, déterminées sont remplies, - dans une quatrième étape, on vérifie si la valeur caractéristique du gradient (103) est inférieure au seuil de défauts (114), et - si ces conditions sont remplies on constate que le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) est intact et si le seuil de défauts (114) est dépassé, on constate que le catalyseur (60) est défectueux et on termine la phase de diagnostic, en cas de non-respect des conditions de robustesse, on arrête le diagnostic et on le recommence à un instant ultérieur. 10°) Dispositif pour surveiller catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) dans le canal des gaz d'échappement (30) d'un moteur thermique (1) fonctionnant au moins de temps en temps en mode maigre, dans lequel, en mode maigre du moteur thermique (1), les oxydes d'azote des gaz d'échappement sont accumulés dans le catalyseur ac- cumulateur d'oxydes d'azote (60), pendant une phase de régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) on fait fonctionner le moteur thermique (1) en mode riche pour éliminer ainsi les oxydes d'azote accumulés dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60), eton saisit un composant des gaz d'échappement en une grandeur des gaz d'échappement, caractéristique de l'évolution de la régénération pendant la phase de régénération à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement (70) et on l'exploite dans une unité de diagnostic (81), dispositif caractérisé en ce que l'unité de diagnostic comporte des installations pour la mise en oeuvre du procédé de surveillance des revendications 1 à 9, telles que des comparateur, des mémoires de champs et des unités de calcul pour calculer une valeur caractéristique de gradient (103) à partir de l'évolution du gradient du coefficient lambda (108) en aval du catalyseur accumu- lateur d'oxydes d'azote (60). 11°) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la sonde des gaz d'échappement (70) installée en aval du catalyseur ac- cumulateur d'oxydes d'azote (60) dans le canal des gaz d'échappement (30) est sous la forme d'une sonde lambda et en option une autre sonde de gaz d'échappement (50) en forme de sonde lambda est prévue en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote (60) et dont les si- gnaux sont exploités par l'unité de diagnostic (81).